现代有轨电车路基塌陷探讨

城市化进程的快速推移，城市人口的迅速增长，都显著增加了城市交通运输压力。现代有轨电车的迅速崛起，既营造了一道亮丽的城市风景线，又能够显著填补常规公交和城市地铁之间的空白，日渐成为国人们的瞩目的焦点。现代有轨电车的轨道多为无砟轨道，与之对应的路基设计也应该依据无砟轨道的路基进行设计。路基作为一种土工结构物，即要承受轨道的荷载，还需承受列车的荷载，同时还需经受住工程所在区域内各种自然因素的作用。这就要求现代有轨电车的路基能够具备足够的强度、稳定性和耐久性，并且能够符合规范中关于承载力的要求和路基工后沉降的要求。然而受到多种因素的影响，现代有轨电车路基还可能出现一些质量缺陷，以下针对其塌陷现象予以分析。

1工程概况

某现代有轨电车路基工程分为一期和二期工程。受到各种因素的限制，二期基坑工程未能如期施工。由于连日来雨量较大，连续暴雨导致一期工程中路基轨行区的一侧突然出现3m范围的坍塌现象，进而构成了一个地表直径为10m左右的漏斗形状的塌陷区域。同时电缆井的底部基础出现悬空现象，积水快速流入到洞穴之中，并从路基另一侧的地下车辆段基坑底部流出，引起了极大的社会反响。经过初步勘察，初步确定塌陷区域的土方大约为250m3。

2塌陷成因分析

针对上述塌陷事故，经过详细的勘察和分析后，得出如下结论：（1）之所以出现该塌陷现象，主要原因在于现代有轨电车车辆段二期基坑未能如期施工，使得路基一侧悬空面产生了9m的相对高差，致使高强度水位差产生。加之潜水的不断作用，渗水缓慢向地表发展，进而直接掏空了路基本体。此外由于该地区受到连续强降雨的影响，使得积水现象十分严重，最终引起地表塌陷事故；（2）在本工程中，主要选用的是二灰土等细粒土来充当路基过渡段的填料，没有选用级配碎石+3%+5%的水泥渗水土填料，于是路基土中充满积水，未能及时排出，使得水位差较高，加之压实作业不达标，增加了填料被掏空的风险；（3）电缆井中的外部电力线，没有采取套管，防水措施也不到位，当大量积水涌入电缆井之后，会直接对路基本体产生浸泡作用，也不利于路基稳定性的增强。

3现代有轨电车路基塌陷的整治措施

针对此类塌陷现象，综合比对多种方案后，决定采取2阶段加固措施。1阶段加固主要确保列车在减速状态下可以安全通过塌陷区域，及时恢复列车通行。2阶段加固为永久性加固。

3.1第1阶段加固

首先，第一要务是将路基中残留的积水迅速排出。通过临时排水沟的开挖以及邻近市政管网的疏通，实现了对路基面积水的快速排出；其次，将塌陷区域利用混凝土进行及时封堵，科学浇筑，确保混凝土能够完全充盈在洞穴内部；再次，注浆密实。将围护桩作为注浆范围的起点，然后顺着路线放线大约15m左右，纵向间距设置为1.5m，横向间距设置为2.0-3.4m，注浆深度直到基坑底板1.0m以上。同时选取42.5#的纯水泥浆，水灰比为1.5:1-1:1，首先用稀浆进行注浆操作，然后再选用浓浆来洗孔。此外选取小型封闭压力泵进行压力注浆，其压力需小于等于1.0MPa，且应从小到大缓慢增加压力。碎石作为填料，套管最终实现封堵作业。最后，做好监测工作，整个注浆过程需全程监控，避免地表隆起，出现问题及时处置。通车后也需继续监测直到稳定为止。

3.2第2阶段加固

（1）排水措施。避免积水大量涌入路基内部，可以在道路南侧和基坑顶部布置排水沟，并将其和市政管道衔接起来，防止基坑内长期存有积水，进而危及到路基安全。由于轨行区周边的绿化区域低于附近道路，一旦连续降雨，就会出现严重的积水现象。应适当对此区域进行加高，不超过轨面标高即可，同时设置一层防水土工布在绿化带底部。（2）截水帷幕。对于路基容易积水的路段，合理运用隔水和防水措施，避免产生较高的地下水位差，有效防范地表塌陷。根据该工程场地的实际状况，经过综合比选，由于三轴搅拌桩的设备较大，占地面积也比较大，不利于列车的正常通信，且需要较大荷载的用电需求，因此最终决定选用三重高压旋喷桩来进行加固作业。在线路南侧进行施工，旋喷桩的直径确定为0.8m，桩的搭接长度为0.3m，沿着线路的长度为15m，桩长为25m，桩顶的标高为地面以下0.5m，选用P32.5硅酸盐水泥，水灰比为1.0。施工过程中需要随时做好监测工作，确保施工的顺利开展以及列车的安全通行。（3）边坡防护。对于线路北侧，利用1:2.5的放坡在土堆较高的路段，并衔接于二期基坑护坡，底部直到冠梁顶部。然后将C20细石混凝土喷射在表面上，且喷射厚度需超过10cm。最后选用锥形坡于电缆井外侧来进行防护。

4路基沉降观测

为确定加固效果，设置5个观测点（D1，D2，D3，D4，D5）分别对轨面进行不定期沉降观测，观测点间距设置为4m，施工过程中每个监测点每天监测3次，施工完毕后每3天监测1次，连续监测1个月。可知：（1）上述5个观测点中，D1出现了单次竖向位移超过1mm，其他观测点路基沉降均符合规范要求，说明加固措施是有效的。对于D1观测点来说，其结果异常的主要原因在于路基土质填料和车辆段混凝土刚度过渡衔接有关，因此可采取级配碎石3%-5%的水泥倒梯形来予以过渡，降低轨道的疲劳破坏；（2）施工过程中，不时出现观测点隆起现象，原因源自于过大的注浆压力，因此后续调整了注浆压力后，该现象得到有效缓解；（3）收集整理监测数据，表明路基沉降单次值未超过1mm，累计差值沉降未超过1cm。沉陷变形得到收敛，没有继续发展的趋势，显示路基趋于稳定，能够满足列车的通行需求。

5治理效果分析

经过上述治理措施后，也就是分阶段进行加固处理，并运用压力注浆和截水帷幕等措施后，路基稳定性显著增强，能够满足列车的通行需求，确保了列车的安全运行。总之，现代有轨电车获得了沿线居民的一致好评，其在缓解交通拥堵方面意义深远。为确保现代有轨电车的安全可靠运行，需保证其路基的稳定性、强度和耐久性。文章结合工程实例，针对现代有轨电车地基塌陷现象进行分析，提出了分阶段、压力注浆和截水帷幕治理方案，取得了较好的处置效果，可在同类工程中推广应用。

参考文献：

[1]罗信伟,冯青松,柳宪东,李平,孙魁.现代有轨电车轨道路基联合优化分析[J].铁道标准设计,2017,61(09):50-54.

[2]邵康,苏谦,黄俊杰,何雨.现代有轨电车路基沉降与动应力测试研究[J].铁道标准设计,2017,61(08):47-50.

[3]黄巍.上海松江现代有轨电车示范线路基加固处理方案探讨[J].地下工程与隧道,2016(04):45-49+68.

[4]徐文龙.现代有轨电车路基优化设计分析[J].铁道标准设计,2016,60(07):34-37.

[5]徐文龙.现代有轨电车路基设计的几点思考和建议[J].都市快轨交通,2016,29(01):51-54.

[6]赵晓华,李超群,杨珂,秦洪雨.现代有轨电车无砟轨道的路基设计探讨[J].都市快轨交通,2013,26(06):194-196.

作者:吴俊 单位:南京市科技创新投资有限责任公司